JP2006019599A - Semiconductor device, its manufacturing method, and its packaging method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、半導体装置およびその製造方法およびその実装方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device, a manufacturing method thereof, and a mounting method thereof.
近年半導体装置は、電子機器の小型化、高性能化に伴い、小型、高精度化、高速化を要求されるようになり、それに伴ってたとえば、Ｃ４（Controlled Collapse Chip Connection）あるいは、ＳＢＢ(Stud Bump Bonding)といったいわゆるフリップチップボンディングを用いた実装技術が開発させている。また、半導体パッケージにおいては半導体素子の大きさに限りなく近いＣＳＰ（Chip Size Package）といった小型の半導体パッケージ製品が開発されている。 In recent years, semiconductor devices have been required to be smaller, more accurate, and faster as electronic devices have become smaller and higher performance. For example, C4 (Controlled Collapse Chip Connection) or SBB (Stud) Bump Bonding) has been developed for mounting technology using so-called flip chip bonding. Further, in the semiconductor package, a small semiconductor package product such as CSP (Chip Size Package) which is almost as large as the size of the semiconductor element has been developed.
前記Ｃ４、前記ＳＢＢを用いた実装や前記ＣＳＰを実装する際、半導体素子もしくは半導体装置下面と回路基板との隙間に封止樹脂を充填し、熱硬化させる工法があるが、これは、半導体素子、もしくは半導体装置と回路基板との熱線膨張係数の不一致によるバンプ、導電性接着剤や突起電極にかかる熱ストレスの緩和が目的である。 When mounting using the C4 or the SBB or mounting the CSP, there is a method in which a sealing resin is filled in a gap between a semiconductor element or a semiconductor device lower surface and a circuit board and thermally cured. Alternatively, the purpose is to alleviate thermal stress applied to bumps, conductive adhesives, and protruding electrodes due to mismatch of thermal expansion coefficients between the semiconductor device and the circuit board.
しかしながら、前記の方法では、回路基板と半導体素子もしくは半導体装置との間隔狭く、封止樹脂の注入が困難であり、また個々の半導体素子もしくは、半導体装置を個別に封止する為、生産性が悪いという課題があり、さらに、半導体素子もしくは半導体装置と回路基板との間に封止樹脂を注入する際にノズルが通るエリアが半導体装置もしくは半導体素子と隣接する電子部品との間に必要であり、高密度実装の妨げになっており、また、封止後、半導体素子もしくは半導体装置と回路基板との密着性が強固な為、故障、不良のあった半導体素子もしくは半導体装置を回路基板から取り外すのは困難であり、仮に取り外せた場合であっても、回路基板の損傷させてしまう為、その回路基板への半導体素子もしくは半導体装置の再登載は不可能であり、生産性、生産コスト上の課題があった。 However, in the above method, the distance between the circuit board and the semiconductor element or the semiconductor device is narrow, and it is difficult to inject the sealing resin, and the individual semiconductor elements or the semiconductor device are individually sealed, so that the productivity is high. There is a problem that it is bad, and when the sealing resin is injected between the semiconductor element or the semiconductor device and the circuit board, an area through which the nozzle passes is necessary between the semiconductor device or the semiconductor element and the adjacent electronic component. The high-density mounting is hindered, and after sealing, the adhesion between the semiconductor element or semiconductor device and the circuit board is strong, so that the defective or defective semiconductor element or semiconductor device is removed from the circuit board. However, even if it can be removed, it will damage the circuit board, so it is not possible to re-install the semiconductor element or semiconductor device on the circuit board. Is a performance, productivity, there is a problem on the production cost.
そこで、半導体装置の生産性に注目し、またリペアを可能として、封止樹脂を設けず、半導体素子上もしくは半導体装置下部に熱可塑性樹脂層を設けることで、半導体素子もしくは半導体装置と回路基板との熱線膨張係数の不一致による熱ストレスを緩和できる技術が提案されている。 Therefore, paying attention to the productivity of the semiconductor device and enabling repair, by providing a thermoplastic resin layer on the semiconductor element or on the lower part of the semiconductor device without providing the sealing resin, the semiconductor element or the semiconductor device and the circuit board A technique has been proposed that can alleviate thermal stress due to mismatch of the thermal linear expansion coefficients.
以下、図１８を参照しながら、特開平１１−２９７７５０号公報（特許文献１）に示されている、半導体素子上もしくは半導体装置下部に熱可塑性樹脂層を設けることで、半導体素子もしくは半導体装置と回路基板との熱線膨張係数の不一致による熱ストレスを緩和できる技術について説明する。 Hereinafter, referring to FIG. 18, by providing a thermoplastic resin layer on the semiconductor element or on the lower part of the semiconductor device as disclosed in JP-A-11-297750 (Patent Document 1), A technique capable of alleviating thermal stress due to mismatch of the thermal linear expansion coefficient with the circuit board will be described.
図１８に示すように、パッケージ回路基板１の配線（図示せず）と半導体素子２とを金属細線３を用いて電気的に接続した接続手段と、パッケージ回路基板１上の半導体素子２の外囲を封止した樹脂４と、パッケージ回路基板１の底面に設けられた突起電極５と、パッケージ回路基板１の底面の突起電極５以外の領域に熱可塑性樹脂６が設けられている。この構造の半導体装置を用いることにより、上記実装時の課題が解決できる。
しかしながら、前記従来工法では、熱可塑性樹脂の塗布量を制御する事が容易ではなく、また、半導体装置を回路基板に実装する際、半導体装置と回路基板間にある熱可塑性樹脂がフィレットを形成し、隣接する電子部品を横転させる等の影響を与える可能性がある。 However, in the conventional method, it is not easy to control the amount of the thermoplastic resin applied, and when the semiconductor device is mounted on the circuit board, the thermoplastic resin between the semiconductor device and the circuit board forms a fillet. There is a possibility that an adjacent electronic component may be rolled over.
したがって、この発明の目的は、上記問題点を解決するために、半導体素子上、もしくは、半導体装置下面にフラックスを含む熱可塑性樹脂層を形成する際、熱可塑性樹脂層の量と厚みを制御することが出来る半導体装置およびその製造方法およびその実装方法を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to control the amount and thickness of a thermoplastic resin layer when forming a thermoplastic resin layer containing a flux on a semiconductor element or on the lower surface of a semiconductor device in order to solve the above problems. The present invention provides a semiconductor device that can be used, a manufacturing method thereof, and a mounting method thereof.
上記課題を解決するためにこの発明の請求項１記載の半導体装置は、パッケージ回路基板と、前記パッケージ回路基板上に搭載された半導体素子と、前記パッケージ回路基板の配線と前記半導体素子とを電気的に接続した接続手段と、前記パッケージ回路基板上の前記半導体素子の外囲を封止した樹脂と、前記パッケージ回路基板の底面に設けられた突起電極と、前記パッケージ回路基板の底面外周部に設けられた突起部と、前記突起電極間および前記突起電極と前記突起部との間に設けられたフラックスを含有する熱可塑性樹脂とを備えた。
In order to solve the above problems, a semiconductor device according to
請求項２記載の半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子の電極上に形成された金属層と、前記半導体素子上外周部に形成された突起部と、前記金属層以外で前記突起部内側の半導体素子表面領域に形成されたフラックスを含有する熱可塑性樹脂層とを備えた。
3. The semiconductor device according to
請求項３記載の半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子の電極上に形成された金属層と、前記金属層上に形成された突起電極と、前記半導体素子上外周部に形成された突起部と、前記突起電極以外で前記突起部内側の半導体素子表面領域に形成されたフラックスを含有する熱可塑性樹脂層とを備えた。
4. The semiconductor device according to
請求項４記載の半導体装置は、リードフレームの支持部に搭載された半導体素子と、前記半導体素子と前記リードフレームのインナーリード部とを電気的に接続した接続手段と、前記インナーリード部の底面側を露出させてアウターリード部が構成されるように前記半導体素子の外囲を封止した封止樹脂とを有する半導体装置であって、前記半導体装置下面外周部に形成された突起部と、前記突起部内側の半導体装置下面領域に形成されたフラックスを含有する熱可塑性樹脂層とを備えた。
5. The semiconductor device according to
請求項５記載の半導体装置は、請求項１，２，３または４記載の半導体装置において、前記突起部は、前記パッケージ回路基板底面上、前記半導体素子上、もしくは、前記半導体装置下面上を一周する形状で、1本もしくは複数本有し、前記突起部間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂層を有する。
The semiconductor device according to
請求項６記載の半導体装置は、請求項１，２，３または４記載の半導体装置において、前記突起部は、円柱、四角柱もしくは多角柱を１本もしくは複数本配置した構成である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first, second, third, or fourth aspect, the protrusion has a configuration in which one or a plurality of columns, square columns, or polygonal columns are arranged.
請求項７記載の半導体装置は、請求項1，２，３または４記載の半導体装置において、前記突起部と前記突起電極間に、フラックスを含有する熱可塑性樹脂層の代わりにフラックスを含まない熱可塑性樹脂層を有する。
The semiconductor device according to
請求項８記載の半導体装置の製造方法は、リードフレームの支持部に半導体素子を搭載する工程と、前記半導体素子と前記リードフレームのインナーリード部とを電気的に接続する工程と、前記インナーリード部の底面側を露出させてアウターリード部が構成されるように前記半導体素子の外囲を封止樹脂により封止する工程と、前記封止樹脂により封止された半導体装置下面外周部に突起部を形成する工程と、前記突起部内側の半導体装置下面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングもしくは金型を用いて塗布する工程とを含む。
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to
請求項９記載の半導体装置の製造方法は、リードフレームの支持部に半導体素子を搭載する工程と、前記半導体素子と前記リードフレームのインナーリード部とを電気的に接続する工程と、前記インナーリード部の底面側を露出させてアウターリード部が構成されるように前記半導体素子の外囲を封止樹脂により封止する工程と、前記封止樹脂により封止された半導体装置下面外周部に突起部を形成する工程と、前記突起部内側の半導体装置下面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含む。
10. The method of manufacturing a semiconductor device according to
請求項１０記載の半導体装置の製造方法は、半導体素子電極上に金属層を形成する工程と、前記金属層上に突起電極を形成する工程と、前記半導体素子上外周部に突起部を形成する工程と、前記突起電極以外で前記突起部内側の半導体素子表面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングもしくは金型を用いて塗布する工程とを含む。
11. The method of manufacturing a semiconductor device according to
請求項１１記載の半導体装置の製造方法は、半導体素子電極上に金属層を形成する工程と、前記金属層上に突起電極を形成する工程と、前記半導体上外周部に突起部を形成する工程と、前記突起電極以外で前記突起部内側の半導体素子表面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含む。
12. The method of manufacturing a semiconductor device according to
請求項１２記載の半導体装置の製造方法は、半導体素子の電極上に金属層を形成する工程と、前記半導体素子上外周部に突起部を形成する工程と、前記金属層以外で前記突起部内側の半導体素子表面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含む。 13. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein a step of forming a metal layer on the electrode of the semiconductor element, a step of forming a protrusion on the outer periphery of the semiconductor element, and the inside of the protrusion other than the metal layer And a step of attaching a sheet of thermoplastic resin containing a flux to the semiconductor element surface region.
請求項１３記載の半導体装置の製造方法は、パッケージ回路基板上に半導体素子を搭載する工程と、前記パッケージ回路基板の配線と前記半導体素子とを電気的接続する工程と、前記パッケージ回路基板上の前記半導体素子の外囲を樹脂により封止する工程と、前記パッケージ回路基板の底面に突起電極を設ける工程と、前記パッケージ回路基板の底面外周部に突起部を設ける工程と、前記突起電極間および前記突起電極と前記突起部との間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングもしくは金型を用いて塗布する工程とを含む。
14. The method for manufacturing a semiconductor device according to
請求項１４記載の半導体装置の製造方法は、パッケージ回路基板上に半導体素子を搭載する工程と、前記パッケージ回路基板の配線と前記半導体素子とを電気的接続する工程と、前記パッケージ回路基板上の前記半導体素子の外囲を樹脂により封止する工程と、前記パッケージ回路基板の底面に突起電極を設ける工程と、前記パッケージ回路基板の底面外周部に突起部を設ける工程と、前記突起電極間および前記突起電極と前記突起部との間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含む。
15. A method of manufacturing a semiconductor device according to
請求項１５記載の半導体装置の製造方法は、請求項８，１０，１１または１３記載の半導体装置の製造方法において、前記フラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングにて塗布し、斜めに傾けた四角柱状の金属もしくは樹脂の治具を突起部に接触させた後、パッケージ回路基板面、半導体素子面、もしくは、半導体装置下面と平行に移動させることによって、前記熱可塑性樹脂の量を一定にする。
A method for manufacturing a semiconductor device according to
請求項１６記載の半導体装置の製造方法は、請求項８，１０，１１または１３記載の半導体装置の製造方法において、前記フラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングにて塗布し、金属もしくは樹脂のローラーを突起部に接触させた後、回転させながらパッケージ回路基板面、半導体素子面、もしくは、半導体装置下面と平行に移動させることによって、前記熱可塑性樹脂の量を一定にする。
A method for manufacturing a semiconductor device according to
請求項１７記載の半導体装置の実装方法は、請求項１，２，３または４記載の半導体装置を用い、前記半導体装置の前記熱可塑性樹脂面を基板に対向させ前記半導体装置の突起電極を前記基板上の電極とを位置合わせをして搭載し、加熱処理して前記半導体装置の突起電極を溶融させて前記基板上の前記電極と硬化接合させると共に、前記加熱処理により前記半導体装置の前記熱可塑性樹脂を溶融、硬化させて前記半導体装置と前記基板とを接続させる。
A semiconductor device mounting method according to
請求項１８記載の半導体装置は、請求項１，２，３または４記載の半導体装置において、前記パッケージ回路基板底面、前記半導体素子上、もしくは、前記半導体装置下面に形成された突起部の高さを変化させることによって、フラックスを含有する熱可塑性樹脂の量を調整可能とした。
The semiconductor device according to
請求項１９記載の半導体装置は、請求項１，２，３または４記載の半導体装置において、前記パッケージ回路基板底面、前記半導体素子上、もしくは、前記半導体装置下面に形成された突起部は、フラックスを含む熱可塑性樹脂と同等の溶融温度に設定される。
The semiconductor device according to
請求項２０記載の半導体装置は、請求項１，２，３または４記載の半導体装置において、前記パッケージ回路基板底面、前記半導体素子上、もしくは、前記半導体装置下面に形成された突起部と突起電極間に前記熱可塑性樹脂層の代わりに熱硬化性樹脂層を形成した。
The semiconductor device according to
請求項２１記載の半導体装置は、請求項１，２，３または４記載の半導体装置において、前記パッケージ回路基板底面、前記半導体素子上、もしくは、前記半導体装置下面に形成された突起部の側面、下部は凸部、もしくは凹部、もしくは凸部及び凹部共に形成されている。
The semiconductor device according to
この発明の請求項１記載の半導体装置によれば、パッケージ回路基板の底面に設けられた突起電極と、パッケージ回路基板の底面外周部に設けられた突起部と、突起電極間および突起電極と突起部との間に設けられたフラックスを含有する熱可塑性樹脂とを備えているので、熱可塑性樹脂の塗布量と厚みを制御することが容易である。また、半導体装置を回路基板に実装する際、半導体装置と回路基板間にある熱可塑性樹脂によるフィレットの形成を抑え、隣接する電子部品を横転させる可能性を減少させることができる。また、突起部は半導体装置の反り発生の防止にも効果がある。 According to the semiconductor device of the first aspect of the present invention, the protruding electrode provided on the bottom surface of the package circuit board, the protruding portion provided on the outer peripheral portion of the bottom surface of the package circuit board, and between the protruding electrodes and between the protruding electrode and the protruding Since the thermoplastic resin containing the flux provided between the portions is provided, it is easy to control the coating amount and thickness of the thermoplastic resin. Further, when the semiconductor device is mounted on the circuit board, it is possible to suppress the formation of the fillet by the thermoplastic resin between the semiconductor device and the circuit board, and to reduce the possibility that the adjacent electronic component rolls over. Further, the protrusion is effective in preventing warpage of the semiconductor device.
この発明の請求項２記載の半導体装置によれば、半導体素子の電極上に形成された金属層と、半導体素子上外周部に形成された突起部と、金属層以外で突起部内側の半導体素子表面領域に形成されたフラックスを含有する熱可塑性樹脂層とを備えているので、請求項１と同様に熱可塑性樹脂の塗布量と厚みを制御する事が容易であり、また、半導体装置を回路基板に実装する際、半導体装置と回路基板間にある熱可塑性樹脂によるフィレットの形成を抑え、隣接する電子部品を横転させる可能性を減少させることができる。
According to the semiconductor device of the second aspect of the present invention, the metal layer formed on the electrode of the semiconductor element, the protrusion formed on the outer periphery of the semiconductor element, and the semiconductor element inside the protrusion other than the metal layer Since the thermoplastic resin layer containing the flux formed in the surface region is provided, it is easy to control the coating amount and thickness of the thermoplastic resin as in the case of
この発明の請求項３記載の半導体装置によれば、半導体素子の電極上に形成された金属層と、金属層上に形成された突起電極と、半導体素子上外周部に形成された突起部と、突起電極以外で突起部内側の半導体素子表面領域に形成されたフラックスを含有する熱可塑性樹脂層とを備えているので、請求項１と同様に熱可塑性樹脂の塗布量と厚みを制御する事が容易であり、また、半導体装置を回路基板に実装する際、半導体装置と回路基板間にある熱可塑性樹脂によるフィレットの形成を抑え、隣接する電子部品を横転させる可能性を減少させることができる。
According to the semiconductor device of the third aspect of the present invention, the metal layer formed on the electrode of the semiconductor element, the protruding electrode formed on the metal layer, and the protruding part formed on the outer periphery of the semiconductor element, And a thermoplastic resin layer containing a flux formed on the surface of the semiconductor element inside the protruding portion other than the protruding electrode, the amount and thickness of the thermoplastic resin applied are controlled in the same manner as in
この発明の請求項４記載の半導体装置によれば、インナーリード部の底面側を露出させてアウターリード部が構成されるように半導体素子の外囲を封止した封止樹脂を有する半導体装置であって、半導体装置下面外周部に形成された突起部と、突起部内側の半導体装置下面領域に形成されたフラックスを含有する熱可塑性樹脂層とを備えているので、請求項１と同様に熱可塑性樹脂の塗布量と厚みを制御する事が容易であり、また、半導体装置を回路基板に実装する際、半導体装置と回路基板間にある熱可塑性樹脂によるフィレットの形成を抑え、隣接する電子部品を横転させる可能性を減少させることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a sealing resin that seals the outer periphery of the semiconductor element so that the bottom surface side of the inner lead portion is exposed to form the outer lead portion. And a protrusion formed on the outer periphery of the lower surface of the semiconductor device and a thermoplastic resin layer containing a flux formed on the lower surface region of the semiconductor device inside the protrusion. It is easy to control the application amount and thickness of the plastic resin, and when mounting the semiconductor device on the circuit board, it suppresses the formation of fillets by the thermoplastic resin between the semiconductor device and the circuit board, and adjacent electronic parts Can reduce the possibility of rollover.
請求項５では、突起部は、パッケージ回路基板底面上、半導体素子上、もしくは、半導体装置下面上を一周する形状で、1本もしくは複数本有し、突起部間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂層を有するので、突起部の数量を増加させることによって、熱可塑性樹脂と突起部との密着性を向上させることができる。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided one or a plurality of projecting portions on the bottom surface of the package circuit board, the semiconductor element, or the lower surface of the semiconductor device, and the thermoplastic resin containing flux between the projecting portions. Since it has a layer, the adhesiveness of a thermoplastic resin and a projection part can be improved by increasing the quantity of a projection part.
請求項６では、突起部は、円柱、四角柱もしくは多角柱を１本もしくは複数本配置する構成であるので、突起部の形状を変更することによって、熱可塑性樹脂と突起部との密着性を向上させることができる。
In
請求項７では、請求項1，２，３または４記載の半導体装置において、突起部と突起電極間に、フラックスを含有する熱可塑性樹脂層の代わりにフラックスを含まない熱可塑性樹脂層を有することによっても同様に実装後の半導体装置と回路基板との密着性の向上を得ることが出来る。 According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first, second, third, or fourth aspect, a thermoplastic resin layer that does not include a flux is provided between the protruding portion and the protruding electrode instead of the thermoplastic resin layer that includes the flux. Similarly, the adhesion between the semiconductor device after mounting and the circuit board can be improved.
この発明の請求項８記載の半導体装置の製造方法によれば、インナーリード部の底面側を露出させてアウターリード部が構成されるように半導体素子の外囲を封止樹脂により封止する工程と、封止樹脂により封止された半導体装置下面外周部に突起部を形成する工程と、突起部内側の半導体装置下面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングもしくは金型を用いて塗布する工程とを含むので、請求項１と同様に熱可塑性樹脂の塗布量と厚みを制御することが容易であり、また、突起部は半導体装置の反り発生の防止にも効果がある。
According to the method for manufacturing a semiconductor device according to
この発明の請求項９記載の半導体装置の製造方法によれば、インナーリード部の底面側を露出させてアウターリード部が構成されるように半導体素子の外囲を封止樹脂により封止する工程と、封止樹脂により封止された半導体装置下面外周部に突起部を形成する工程と、突起部内側の半導体装置下面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含むので、請求項８と同様の効果が得られる。
According to the method for manufacturing a semiconductor device according to
この発明の請求項１０記載の半導体装置の製造方法によれば、半導体素子電極上に金属層を形成する工程と、金属層上に突起電極を形成する工程と、半導体素子上外周部に突起部を形成する工程と、突起電極以外で突起部内側の半導体素子表面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングもしくは金型を用いて塗布する工程とを含むので、請求項８と同様の効果が得られる。 According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the tenth aspect of the present invention, the step of forming the metal layer on the semiconductor element electrode, the step of forming the protruding electrode on the metal layer, and the protruding portion on the outer periphery of the semiconductor element And a step of applying a thermoplastic resin containing a flux to the semiconductor element surface region inside the protruding portion other than the protruding electrode by using potting or a mold. can get.
この発明の請求項１１記載の半導体装置の製造方法によれば、半導体素子電極上に金属層を形成する工程と、金属層上に突起電極を形成する工程と、半導体上外周部に突起部を形成する工程と、突起電極以外で突起部内側の半導体素子表面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含むので、請求項８と同様の効果が得られる。 According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the step of forming the metal layer on the semiconductor element electrode, the step of forming the protruding electrode on the metal layer, and the protruding portion on the outer peripheral portion of the semiconductor Since it includes the step of forming and the step of attaching a sheet of thermoplastic resin containing flux to the semiconductor element surface region inside the protruding portion other than the protruding electrode, the same effect as in the eighth aspect can be obtained.
この発明の請求項１２記載の半導体装置の製造方法によれば、半導体素子の電極上に金属層を形成する工程と、半導体素子上外周部に突起部を形成する工程と、金属層以外で突起部内側の半導体素子表面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含むので、請求項８と同様の効果が得られる。 According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the step of forming the metal layer on the electrode of the semiconductor element, the step of forming the protrusion on the outer periphery of the semiconductor element, and the protrusion other than the metal layer And a step of attaching a sheet of thermoplastic resin containing a flux to the semiconductor element surface region inside the part, the same effect as in the eighth aspect is obtained.
この発明の請求項１３記載の半導体装置の製造方法によれば、パッケージ回路基板の底面に突起電極を設ける工程と、パッケージ回路基板の底面外周部に突起部を設ける工程と、突起電極間および突起電極と突起部との間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングもしくは金型を用いて塗布する工程とを含むので、請求項８と同様の効果が得られる。 According to the semiconductor device manufacturing method of the thirteenth aspect of the present invention, the step of providing the protruding electrode on the bottom surface of the package circuit board, the step of providing the protruding portion on the outer periphery of the bottom surface of the package circuit board, and the protrusion electrode Since the method includes a step of applying a thermoplastic resin containing a flux between the electrode and the protruding portion using a potting or a mold, the same effect as in the eighth aspect can be obtained.
この発明の請求項１４記載の半導体装置の製造方法によれば、パッケージ回路基板の底面に突起電極を設ける工程と、パッケージ回路基板の底面外周部に突起部を設ける工程と、突起電極間および突起電極と突起部との間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含むので、請求項８と同様の効果が得られる。 According to the method of manufacturing a semiconductor device of the fourteenth aspect of the present invention, the step of providing the protruding electrode on the bottom surface of the package circuit board, the step of providing the protruding portion on the outer periphery of the bottom surface of the package circuit board, and the protrusion electrode And a step of attaching a thermoplastic resin sheet containing a flux between the electrode and the protruding portion. Thus, the same effect as in the eighth aspect can be obtained.
請求項１５では、請求項８，１０，１１または１３記載の半導体装置の製造方法において、フラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングにて塗布し、斜めに傾けた四角柱状の金属もしくは樹脂の治具を突起部に接触させた後、パッケージ回路基板面、半導体素子面、もしくは、半導体装置下面と平行に移動させることによって、熱可塑性樹脂の量を一定にすることが望ましい。
The method of manufacturing a semiconductor device according to
請求項１６では、請求項８，１０，１１または１３記載の半導体装置の製造方法において、フラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングにて塗布し、金属もしくは樹脂のローラーを突起部に接触させた後、回転させながらパッケージ回路基板面、半導体素子面、もしくは、半導体装置下面と平行に移動させることによって、熱可塑性樹脂の量を一定にすることが望ましい。
The method of manufacturing a semiconductor device according to
この発明の請求項１７記載の半導体装置の実装方法によれば、請求項１，２，３または４記載の半導体装置を用い、半導体装置の熱可塑性樹脂面を基板に対向させ半導体装置の突起電極を基板上の電極とを位置合わせをして搭載し、加熱処理して半導体装置の突起電極を溶融させて基板上の電極と硬化接合させると共に、加熱処理により半導体装置の熱可塑性樹脂を溶融、硬化させて半導体装置と基板とを接続させるので、半導体装置を回路基板に実装する際、半導体装置と回路基板間にある熱可塑性樹脂によるフィレットの形成を抑え、隣接する電子部品を横転させる可能性を減少させることができる。 According to a mounting method of a semiconductor device according to a seventeenth aspect of the present invention, the semiconductor device according to the first, second, third, or fourth aspect is used, and the protruding surface of the semiconductor device with the thermoplastic resin surface of the semiconductor device facing the substrate The electrode on the substrate is aligned and mounted, and heat treatment is performed to melt the protruding electrode of the semiconductor device to be cured and bonded to the electrode on the substrate, and the thermoplastic resin of the semiconductor device is melted by heat treatment. Since the semiconductor device and the substrate are cured and connected, when mounting the semiconductor device on the circuit board, the formation of fillets due to the thermoplastic resin between the semiconductor device and the circuit board can be suppressed, and the adjacent electronic components can be rolled over Can be reduced.
請求項１８では、パッケージ回路基板底面、半導体素子上、もしくは、半導体装置下面に形成された突起部の高さを変化させることによって、フラックスを含有する熱可塑性樹脂の量を調整可能としたので、突起部および熱可塑性樹脂層の高さは突起電極の高さに依存しない。
In
請求項１９では、パッケージ回路基板底面、半導体素子上、もしくは、半導体装置下面に形成された突起部は、フラックスを含む熱可塑性樹脂と同等の溶融温度に設定されるので、フィレットを形成し、基板との密着強度を向上することが可能である。
In
請求項２０では、パッケージ回路基板底面、半導体素子上、もしくは、半導体装置下面に形成された突起部と突起電極間に熱可塑性樹脂層の代わりに熱硬化性樹脂層を形成しても熱可塑性樹脂層をと同様に、基板と半導体装置間の密着力の向上及び半導体装置と基板との熱線膨張係数の不一致による熱ストレスを緩和することが可能である。
20. The thermoplastic resin according to
請求項２１では、パッケージ回路基板底面、半導体素子上、もしくは、半導体装置下面に形成された突起部の側面、下部は凸部、もしくは凹部、もしくは凸部及び凹部共に形成されているので、熱可塑性樹脂層と突起部との密着性を向上することが出来る。
In
この発明の第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１（ａ）は本発明の第１の実施形態の半導体装置の断面図、（ｂ）は第１の実施形態の別の例の断面図、（ｃ）は第１の実施形態のさらに別の例の断面図、（ｄ）は第１の実施形態のさらに別の例の底面図である。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view of another example of the first embodiment, and FIG. 1C is still another embodiment of the first embodiment. Sectional drawing of the example of (d) is a bottom view of another example of 1st Embodiment.
まず、図１（ａ）に示すように、パッケージ回路基板７上に搭載された半導体素子８と、パッケージ回路基板７の配線（図示せず）と半導体素子８とを金属細線９にて電気的に接続した接続手段と、パッケージ回路基板７上の半導体素子８の外囲を封止した樹脂１０と、パッケージ回路基板７の底面に設けられた突起電極１１と、パッケージ回路基板７の底面外周部に設けられた突起部１２ａを有する半導体装置であって、突起電極１１間および突起電極１１と突起部１２ａとの間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂１３が設けられているものである。
First, as shown in FIG. 1A, the
また、図１（ａ）において、熱可塑性樹脂１３に変わり熱硬化性樹脂（図示せず）を用いてもよいものとする。
In FIG. 1A, a thermosetting resin (not shown) may be used instead of the
次にパッケージ回路基板７底部に設けられた突起部の位置をずらした事例について説明する。図１（ｂ）に示すように、パッケージ回路基板７の底部に設けられた突起部１２ｂは、パッケージ回路基板７のパッケージ内側に形成しても良い。
Next, an example in which the position of the protrusion provided on the bottom of the
次にパッケージ回路基板７底部に設けられた突起部が複数ある事例について説明する。図１（ｃ）に示すように、パッケージ回路基板７底部に設けられた突起部１２ａを外周部のみだけではなく、パッケージ内側にも突起部１２ｃを形成してもよい。この場合、外周部に形成された突起部１２ａとパッケージ内側に形成された突起１２ｃの間にフラックスを含有した熱可塑性樹脂層１３を設けている。
Next, a case where there are a plurality of protrusions provided on the bottom of the
このように熱可塑性樹脂層は必ずしも、パッケージ回路基板７の露出している底面一面に塗る必要は無く、このような形状を取ることにより、熱可塑性樹脂の量を低減することが可能であり、突起部の形状を変更することにより、熱可塑性樹脂の使用するエリアを自由に設定することができる。
Thus, the thermoplastic resin layer does not necessarily need to be applied to the entire exposed bottom surface of the
次にパッケージ回路基板７底部に突起の一部が環状になっていない事例について説明する。図１（ｄ）はパッケージの裏面から見た図であるが、パッケージ回路基板７底部にはパッケージ回路基板７外周部に形成された突起部１２ａの他に、パッケージ回路基板７内側に形成された複数の突起部１２ｄが設けられている。
Next, a case where a part of the protrusion is not annular on the bottom of the
このパッケージ回路基板７内側に形成された複数の突起部１２ｄは円柱もしくは多角柱である。
The plurality of
このようにパッケージ回路基板底部の突起部は必ずしも、環状の必要は無く、円柱、もしくは多角柱でも問題ないものとする。 As described above, the protrusion on the bottom of the package circuit board does not necessarily have an annular shape, and a cylindrical or polygonal column is not a problem.
このようにパッケージ回路基板内部に突起部を複数形成することによって、熱可塑性樹脂と突起部との密着性が向上し、また、半導体装置と回路基板との熱線膨張係数の不一致による熱ストレスを緩和できる。 By forming a plurality of protrusions inside the package circuit board in this way, the adhesion between the thermoplastic resin and the protrusions is improved, and thermal stress due to mismatch in the thermal linear expansion coefficient between the semiconductor device and the circuit board is alleviated. it can.
次に図１（ａ）に示したように構成された本実施形態の半導体装置について、以下その製造方法を図２および図３を参照しながら説明する。 Next, a manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment configured as shown in FIG. 1A will be described with reference to FIGS.
まず、図２（ａ）に示すように、パッケージ回路基板７上に半導体素子８が搭載されている。
First, as shown in FIG. 2A, the
次に、図２（ｂ）に示すように、パッケージ回路基板７の配線（図示せず）と半導体素子８とをワイヤーボンディング工法により、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｌなどの金属細線９を用いて電気的接続されている。
Next, as shown in FIG. 2B, the wiring (not shown) of the
次に、図２（ｃ）に示すように、パッケージ回路基板７上の半導体素子８の外囲を樹脂１０により封止する。
Next, as shown in FIG. 2C, the outer periphery of the
図２（ｄ）に示すように、パッケージ回路基板７の底面にＳｎ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｎｉなどの金属単体もしくはこれら金属の合金のボールをリフローにより加熱溶融させることにより、パッケージ回路基板７の裏面に突起電極１１を設けている。
As shown in FIG. 2 (d), a single metal such as Sn, Ag, Cu, Pb, Zn, Bi, In, Ni or a ball of an alloy of these metals is heated and melted by reflow on the bottom surface of the
図２（ｅ）に示すように、パッケージ回路基板７の底面外周部に突起部１２ａを設けている。突起部１２ａには樹脂もしくは金属を用いており、金属にはＳｎ、Ａｇ、Ｃｕ，Ｐｂ，Ｚｎ，Ｎｉ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌなどの金属もしくは、これら金属の合金を用いている。突起部は事前に形成されているものを樹脂系の接着剤を用いて接続を行う。
As shown in FIG. 2 (e), a
図２（ｆ）に示すように、パッケージ回路基板７の底面に設けられた突起電極１１間および突起電極１１とパッケージ回路基板７底部外周部に設けられた突起部１２ａとの間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂１３をノズル１４を用いてポッティングにより塗布を行う。
As shown in FIG. 2 (f), flux is contained between the protruding
また、図３（ａ）に示すように、ノズルを用いて熱可塑性樹脂を塗布する方法ではなく、金型を用いた熱可塑性樹脂の注入方法を用いてもよい。この場合、パッケージ回路基板７の底面に設けられた突起電極１１間および突起電極１１とパッケージ回路基板７底部外周部に設けられた突起部１２ａとの間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂１３を金型１５のポット部１６中に挿入し、プランジャー１７を移動させることにより注入する。
As shown in FIG. 3A, a method of injecting a thermoplastic resin using a mold may be used instead of a method of applying a thermoplastic resin using a nozzle. In this case, the
また、図３（ｂ）に示すように、ノズルを用いて熱可塑性樹脂を塗布する方法や金型を用いた熱可塑性樹脂の注入方法ではなく、フラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを用いて、フラックスを含有する熱可塑性層を形成してもよい。この場合、パッケージ回路基板７の底面に設けられた突起電極１１とパッケージ回路基板７底部外周部に設けられた突起部１２ａ以外のパッケージ基板裏面を覆うように穴を開けたフラックスを含有する熱可塑性樹脂シート１８を挿入する。
Moreover, as shown in FIG.3 (b), it is not using the method of apply | coating a thermoplastic resin using a nozzle, or the injection method of the thermoplastic resin using a metal mold | die, but using the sheet | seat of the thermoplastic resin containing a flux. A thermoplastic layer containing a flux may be formed. In this case, a thermoplastic containing a flux having a hole so as to cover the back surface of the package substrate other than the protruding
次に、フラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングにて塗布し、その後、斜めに傾けた四角柱状の金属もしくは樹脂の治具を突起部に接触させた後、基板面と平行に移動させることによって、熱可塑性樹脂の量をより一定にすることが可能である実施形態の半導体装置の製造方法について、以下その製造方法を図４および図５を参照しながら説明する。 Next, by applying a thermoplastic resin containing flux by potting, and then bringing a square columnar metal or resin jig tilted obliquely into contact with the protrusion, and then moving it parallel to the substrate surface A method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment in which the amount of the thermoplastic resin can be made more constant will be described below with reference to FIGS. 4 and 5.
まず、図４（ａ）に示すように、パッケージ回路基板７上に半導体素子８が搭載されている。
First, as shown in FIG. 4A, the
次に、図４（ｂ）示すように、パッケージ回路基板７の配線（図示せず）と半導体素子８とをワイヤーボンディング工法により、金属細線９を用いて電気的接続されている。
Next, as shown in FIG. 4B, the wiring (not shown) of the
次に、図４（ｃ）に示すように、パッケージ回路基板７上の半導体素子８の外囲を樹脂１０により封止する。
Next, as shown in FIG. 4C, the outer periphery of the
図４（ｄ）に示すように、パッケージ回路基板７の底面に金属ボールをリフローにより加熱溶融させることにより、パッケージ回路基板７の裏面に突起電極１１を設けている。
As shown in FIG. 4D, the protruding
図４（ｅ）に示すように、パッケージ回路基板７の底面外周部に突起部１２ａを設けている。突起部１２ａには樹脂もしくは金属の単体もしくは合金を用いている。突起部は事前に形成されているものを樹脂系の接着剤を用いて接続を行う。
As shown in FIG. 4E, a
図４（ｆ）に示すように、パッケージ回路基板７の底面に設けられた突起電極１１間および突起電極１１とパッケージ回路基板７底部外周部に設けられた突起部１２ａとの間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂１３をノズル１４を用いてポッティングにより塗布を行う。
As shown in FIG. 4 (f), flux is contained between the protruding
この後、図５に示すように、斜めに傾けた四角柱状の金属もしくは樹脂の治具３８を突起部１２ａに接触させた後、パッケージ回路基板面と平行に移動させることによって、熱可塑性樹脂１３の量をより一定にしている。
Thereafter, as shown in FIG. 5, a rectangular columnar metal or
さらに、フラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングにて塗布し、その後、金属もしくは樹脂のローラーを突起部に接触させた後、回転させながら基板面と平行に移動させることによって、熱可塑性樹脂の量を一定にすることが可能である実施形態の半導体装置の製造方法について、以下その製造方法を図６および図７を参照しながら説明する。 Furthermore, the amount of the thermoplastic resin is obtained by applying a thermoplastic resin containing flux by potting, and then moving the metal or resin roller in parallel with the substrate surface while rotating the metal or resin roller in contact with the protrusion. A method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment capable of keeping constant is described below with reference to FIGS. 6 and 7.
まず、図６（ａ）に示すように、パッケージ回路基板７上に半導体素子８が搭載されている。
First, as shown in FIG. 6A, the
次に、図６（ｂ）に示すように、パッケージ回路基板７の配線（図示せず）と半導体素子８とをワイヤーボンディング工法により、金属細線９を用いて電気的接続されている。
Next, as shown in FIG. 6B, the wiring (not shown) of the
次に、図６（ｃ）に示すように、パッケージ回路基板７上の半導体素子８の外囲を樹脂１０により封止する。
Next, as shown in FIG. 6C, the outer periphery of the
図６（ｄ）に示すように、パッケージ回路基板７の底面に金属ボールをリフローにより加熱溶融させることにより、パッケージ回路基板７の裏面に突起電極１１を設けている。
As shown in FIG. 6D, the protruding
図７（ａ）に示すように、パッケージ回路基板７の底面外周部に突起部１２ａを設けている。突起部１２には樹脂もしくは金属の単体もしくは合金を用いている。突起部は事前に形成されているものを樹脂系の接着剤を用いて接続を行う。
As shown in FIG. 7A, a
図７（ｂ）に示すように、パッケージ回路基板７の底面に設けられた突起電極１１間と突起電極１１とパッケージ回路基板７底部外周部に設けられた突起部１２ａとの間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂１３をノズル１４を用いてポッティングにより塗布を行う。
As shown in FIG. 7B, flux is contained between the protruding
図７（ｃ）に示すように、金属もしくは樹脂のローラー３９を突起部１２ａに接触させた後、回転させながら基板面と平行に移動させることによって、熱可塑性樹脂１３の量をより一定にしている。
As shown in FIG. 7 (c), after the metal or
また、フラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングにて塗布し、その後、金型を半導体装置の上方から突起部に接触させることによって熱可塑性樹脂の量を一定にすることが可能である実施形態の半導体装置の製造方法について、以下その製造方法を図８および図９を参照しながら説明する。 Further, in the embodiment, it is possible to make the amount of the thermoplastic resin constant by applying a thermoplastic resin containing a flux by potting and then bringing the mold into contact with the protrusion from above the semiconductor device. A method for manufacturing a semiconductor device will be described below with reference to FIGS.
まず、図８（ａ）に示すように、パッケージ回路基板７上に半導体素子８が搭載されている。
First, as shown in FIG. 8A, the
次に、図８（ｂ）に示すように、パッケージ回路基板７の配線（図示せず）と半導体素子８とをワイヤーボンディング工法により、金属細線９を用いて電気的接続されている。
Next, as shown in FIG. 8B, the wiring (not shown) of the
次に、図９（ａ）に示すように、パッケージ回路基板７上の半導体素子８の外囲を樹脂１０により封止する。
Next, as shown in FIG. 9A, the outer periphery of the
図９（ｂ）に示すように、パッケージ回路基板７の底面に金属ボールをリフローにより加熱溶融させることにより、パッケージ回路基板７の裏面に突起電極１１を設けている。
As shown in FIG. 9B, the protruding
図９（ｃ）に示すように、パッケージ回路基板７の底面外周部に突起部１２ａを設けている。突起部１２には樹脂もしくは金属の単体もしくは合金を用いている。突起部は事前に形成されているものを樹脂系の接着剤を用いて接続を行う。
As shown in FIG. 9C, the projecting
図９（ｄ）に示すように、パッケージ回路基板７の底面に設けられた突起電極１１間および突起電極１１とパッケージ回路基板７底部外周部に設けられた突起部１２ａとの間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂１３をノズル１４を用いてポッティングにより塗布を行う。
As shown in FIG. 9 (d), flux is contained between the protruding
図９（ｅ）に示すように、金型４０を半導体装置の上方から突起部１２ａに接触させることによって熱可塑性樹脂１３の量を一定にしている。
As shown in FIG. 9E, the amount of the
さらに、熱可塑性樹脂の量をより一定にしたいが、実装時にフィレットを形成することが可能である半導体装置について、図１０を参照しながら説明する。 Further, a semiconductor device in which the amount of the thermoplastic resin is desired to be more constant but the fillet can be formed at the time of mounting will be described with reference to FIG.
図１０に示すように、パッケージ回路基板７上に搭載された半導体素子８と、パッケージ回路基板７の配線（図示せず）と半導体素子８とを金属細線９にて電気的に接続した接続手段と、パッケージ回路基板７上の半導体素子８の外囲を封止した樹脂１０と、パッケージ回路基板７の底面に設けられた突起電極１１と、パッケージ回路基板７の底面外周部に設けられた突起部１２ｅを有する半導体装置であって、パッケージ回路基板７の底面に設けられた突起電極１１間および突起電極１１とパッケージ回路基板７底部外周部に設けられた突起部１２ｅとの間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂１３が設けられているものである。突起部１２ｅはフラックスを含有する熱可塑性樹脂１３と同程度の溶融温度を有しているものである。
As shown in FIG. 10, the
次に、図１の半導体装置を回路基板に実装した際の状態について、図１１を参照しながら説明する。 Next, a state when the semiconductor device of FIG. 1 is mounted on a circuit board will be described with reference to FIG.
図１１に示すように、パッケージ回路基板７上に搭載された半導体素子８と、パッケージ回路基板７の配線（図示せず）と半導体素子８とを金属細線９にて電気的に接続した接続手段と、パッケージ回路基板７上の半導体素子８の外囲を封止した樹脂１０と、パッケージ回路基板７の底面に設けられた突起電極（図示せず）と、回路基板４１上に形成されたランド４２上に搭載したはんだペースト（図示せず）との間に形成された金属塊４３と、パッケージ回路基板７の底面外周部に設けられた突起部１２ａを有する半導体装置であって、パッケージ回路基板７と回路基板４１との間のうち、金属塊４３とパッケージ回路基板７底部外周部に設けられた突起部１２ａ以外の領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂４４が設けられているものである。
As shown in FIG. 11, the
このように突起部１２ａを半導体装置に形成することによって、実装時に発生するフィレットの発生を抑制することが可能である。
By forming the
さらに、フィレットの形成を抑える為に、突起部の長さを変化させた半導体装置を実装した際の状態について、図１２を参照しながら説明する。 Furthermore, a state when a semiconductor device in which the length of the protruding portion is changed in order to suppress the formation of fillets will be described with reference to FIG.
図１２に示すように、パッケージ回路基板７上に搭載された半導体素子８と、パッケージ回路基板７の配線（図示せず）と半導体素子８とを金属細線９にて電気的に接続した接続手段と、パッケージ回路基板７上の半導体素子８の外囲を封止した樹脂１０と、パッケージ回路基板７の底面に設けられた突起電極（図示せず）と、回路基板４１上に形成されたランド４２上に搭載したはんだペースト（図示せず）との間に形成された金属塊４３と、パッケージ回路基板７の底面外周部に設けられた突起部１２ｆを有する半導体装置であって、パッケージ回路基板７と回路基板４１との間のうち、金属塊４３とパッケージ回路基板７底部外周部に設けられた突起部１２ｆ以外の領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂４４が設けられているものである。
As shown in FIG. 12, a
このように突起部１２ｆの長さ（高さ）を変化させることにより、フィレットの形成を抑えることが可能である。 By changing the length (height) of the protrusion 12f in this way, it is possible to suppress the formation of fillets.
次に、本発明の実施形態のうち、突起部の形状を変化させて、熱可塑性樹脂との密着性を向上させることを目的とした半導体装置、図１３を参照しながら説明する。 Next, in the embodiment of the present invention, a semiconductor device for changing the shape of the protruding portion to improve the adhesion to the thermoplastic resin will be described with reference to FIG.
図１３に示すように、パッケージ回路基板７上に搭載された半導体素子８と、パッケージ回路基板７の配線（図示せず）と半導体素子８とを金属細線９にて電気的に接続した接続手段と、パッケージ回路基板７上の半導体素子８の外囲を封止した樹脂１０と、パッケージ回路基板７の底面に設けられた突起電極１１と、パッケージ回路基板７の底面外周部に設けられた突起部１２ｇを有する半導体装置であって、パッケージ回路基板７の底面に設けられた突起電極１１間および突起電極１１とパッケージ回路基板７底部外周部に設けられた突起部１２ｇとの間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂１３が設けられているものである。
As shown in FIG. 13, a
図１３では突起部１２ｇは側面および下部を凸部にしているが、図１４の突起部１２ｈように側面及び下面を凹部にすることも可能とする。
In FIG. 13, the protruding
また、突起部（図示せず）の形状を凸部及び凹部を共に形成された構造にすることも可能とする。 In addition, the shape of the protrusion (not shown) can be a structure in which a convex portion and a concave portion are both formed.
また、上記第１の実施形態の半導体装置の事例はＢＧＡ(Ball Grid Array)についての説明であるが、以下の実施形態の半導体装置についても同様の構造をとることによって同様の効果を得ることが出来る。 The example of the semiconductor device of the first embodiment is an explanation of a BGA (Ball Grid Array), but the same effect can be obtained by adopting the same structure for the semiconductor devices of the following embodiments. I can do it.
この発明の第２の実施の形態を図１５に基づいて説明する。図１５は本発明の第２の実施形態の半導体装置の断面図である。 A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a sectional view of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
図１５に示すように、この半導体装置は、半導体素子１９の電極２０上に形成された金属層２１と、半導体素子１９上外周部に形成された突起部２２と、前記金属層以外で前記半導体素子上外周部に形成された前記突起部２２内部の半導体素子１９表面領域に形成されたフラックスを含有する熱可塑性樹脂層２３が設けられているものである。
As shown in FIG. 15, the semiconductor device includes a
この半導体装置の製造方法は、半導体素子１９の電極２０上に金属層２１を形成する工程と、半導体素子上外周部に突起部２２を形成する工程と、金属層２１以外で突起部２２内側の半導体素子表面領域に、フラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングもしくは金型を用いて塗布する、または、フラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含む。なお、第１の実施形態の図４〜図９の手法を適用してもよい。
This method of manufacturing a semiconductor device includes a step of forming a
この発明の第３の実施の形態を図１６に基づいて説明する。図１６は本発明の第３の実施形態の半導体装置の断面図である。 A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.
図１６に示すように、この半導体装置は、半導体素子２４の電極２５上に形成された金属層２６と、金属層２６上に形成された突起電極２７と、半導体素子２４上外周部に形成された突起部２８と、突起電極２７以外で前記半導体素子上外周部に形成された突起部２８内部の半導体素子２４表面領域に形成されたフラックスを含有する熱可塑性樹脂層２９が設けられているものである。
As shown in FIG. 16, this semiconductor device is formed on the
この半導体装置の製造方法は、半導体素子２４の電極２５上に金属層２６を形成する工程と、金属層２６上に突起電極２７を形成する工程と、半導体素子上外周部に突起部２８を形成する工程と、突起電極２７以外で突起部２８内側の半導体素子表面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂２９をポッティングもしくは金型を用いて塗布する、または、フラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含む。なお、第１の実施形態の図４〜図９の手法を適用してもよい。
In this method of manufacturing a semiconductor device, a step of forming a
この発明の第４の実施の形態を図１７に基づいて説明する。図１７は本発明の第４の実施形態の半導体装置の断面図である。本実施形態は半導体装置のパッケージとして、リードフレームを用いたＬＧＡ（Ｌａｎｄ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）の例について示す。 A fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a sectional view of a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention. This embodiment shows an example of an LGA (Land Grid Array) using a lead frame as a package of a semiconductor device.
図１７に示すように、この半導体装置は、リードフレームの支持部３０に搭載された半導体素子３１と、半導体素子３１とインナーリード部３２とを電気的に接続した接続手段３３と、インナーリード部３２の底面側を露出させて半導体素子３１の外囲を封止した封止樹脂３４よりなる半導体装置であって、封止樹脂３４より露出した、インナーリード部３２下面はアウターリード部３５を構成し、半導体装置下面外周部に形成された突起部３６と、半導体装置下面外周部に形成された突起部３６内部の半導体装置下面領域に形成されたフラックスを含有する熱可塑性樹脂層３７が設けられているものである。
As shown in FIG. 17, this semiconductor device includes a
この半導体装置の製造方法は、リードフレームの支持部３０に半導体素子３１を搭載する工程と、半導体素子３１とリードフレームのインナーリード部３２とを電気的に接続する工程と、インナーリード部３２の底面側を露出させてアウターリード部３５が構成されるように半導体素子３１の外囲を封止樹脂３４により封止する工程と、封止樹脂３４により封止された半導体装置下面外周部に突起部３６を形成する工程と、突起部３６内側の半導体装置下面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングもしくは金型を用いて塗布する、または、フラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含む。なお、第１の実施形態の図４〜図９の手法を適用してもよい。
The semiconductor device manufacturing method includes a step of mounting the
なお、上記実施形態において、突起部と突起電極間に、フラックスを含有する熱可塑性樹脂層の代わりにフラックスを含まない熱可塑性樹脂層を有してもよい。 In the above embodiment, a thermoplastic resin layer containing no flux may be provided between the projection and the projection electrode instead of the thermoplastic resin layer containing flux.
本発明にかかる半導体装置およびその製造方法およびその実装方法は、半導体素子上、もしくは、半導体装置下面にフラックスを含む熱可塑性樹脂層を、前記半導体素子上、もしくは、前記半導体装置下面に設けた突起部と突起電極間に形成することにより、前記熱可塑性樹脂層の量と厚みを制御することが出来、また、その半導体装置を用いることによって、基板に実装する際に前記熱可塑性樹脂により形成されるフィレットの形成を減少させることにより、隣接する他の部品の横転を防ぐことが出来る効果を有し、半導体素子の大きさに限りなく近いＣＳＰ（Chip Size Package）といった小型の半導体パッケージ製品等として有用である。 A semiconductor device, a manufacturing method thereof, and a mounting method thereof according to the present invention include a protrusion provided on a semiconductor element or on a lower surface of the semiconductor device with a thermoplastic resin layer containing flux on the lower surface of the semiconductor device. It is possible to control the amount and thickness of the thermoplastic resin layer by forming between the portion and the protruding electrode, and by using the semiconductor device, the thermoplastic resin layer is formed by the thermoplastic resin when mounted on the substrate. As a small semiconductor package product such as a CSP (Chip Size Package) that is close to the size of the semiconductor element, it has the effect of preventing the rollover of other adjacent components by reducing the formation of fillets. Useful.
１ パッケージ回路基板
２ 半導体素子
３ 金属細線
４ 樹脂
５ 電極突起
６ フラックスを含む熱可塑性樹脂
７ パッケージ回路基板
８ 半導体素子
９ 金属細線
１０ 樹脂
１１ 突起電極
１２ａ パッケージ回路基板底部外周部に設けられた突起部
１２ｂ 突起部（パッケージ内側に形成）
１２ｃ パッケージ内側に形成された突起
１２ｄ パッケージ回路基板内側に形成された複数の突起部
１２ｅ 突起部（熱可塑性樹脂と同程度の溶融温度を有している）
１２ｆ 突起部（側面および下部を凸部にしている）
１２ｇ 突起部（側面および下部を凹部にしている）
１３ フラックスを含む熱可塑性樹脂
１４ ノズル
１５ 金型
１６ ポッド部
１７ プランジャー
１８ フラックスを含有する熱可塑性樹脂シート
１９ 半導体素子
２０ 電極
２１ 金属層
２２ 突起部
２３ フラックスを含有する熱可塑性樹脂
２４ 半導体素子
２５ 電極
２６ 金属層
２７ 突起電極
２８ 突起部
２９ フラックスを含有する熱可塑性樹脂
３０ リードフレームの支持部
３１ 半導体素子
３２ インナーリード部
３３ 封止樹脂
３４ 金属細線
３５ アウターリード部
３６ 突起部
３７ ラックスを含有する熱可塑性樹脂
３８ 治具
３９ ローラー
４０ 金型
４１ 基板
４２ ランド
４３ 金属魂
４４ ラックスを含有する熱可塑性樹脂(実装後)
DESCRIPTION OF
12c Protrusions formed on the inside of the
12f Protrusion (side and bottom are convex)
12g Protrusion (side and bottom are recessed)
DESCRIPTION OF
Claims (21)
前記パッケージ回路基板上に搭載された半導体素子と、
前記パッケージ回路基板の配線と前記半導体素子とを電気的に接続した接続手段と、
前記パッケージ回路基板上の前記半導体素子の外囲を封止した樹脂と、
前記パッケージ回路基板の底面に設けられた突起電極と、
前記パッケージ回路基板の底面外周部に設けられた突起部と、
前記突起電極間および前記突起電極と前記突起部との間に設けられたフラックスを含有する熱可塑性樹脂とを備えた半導体装置。 A package circuit board;
A semiconductor element mounted on the package circuit board;
Connection means for electrically connecting the wiring of the package circuit board and the semiconductor element;
A resin sealing the outer periphery of the semiconductor element on the package circuit board;
A protruding electrode provided on the bottom surface of the package circuit board;
A protrusion provided on the outer periphery of the bottom surface of the package circuit board;
A semiconductor device comprising: a thermoplastic resin containing a flux provided between the protruding electrodes and between the protruding electrodes and the protruding portion.
前記半導体素子の電極上に形成された金属層と、
前記半導体素子上外周部に形成された突起部と、
前記金属層以外で前記突起部内側の半導体素子表面領域に形成されたフラックスを含有する熱可塑性樹脂層とを備えた半導体装置。 A semiconductor element;
A metal layer formed on the electrode of the semiconductor element;
A protrusion formed on the outer periphery of the semiconductor element;
A semiconductor device comprising: a thermoplastic resin layer containing a flux formed in a semiconductor element surface region inside the protrusion other than the metal layer.
前記半導体素子の電極上に形成された金属層と、
前記金属層上に形成された突起電極と、
前記半導体素子上外周部に形成された突起部と、
前記突起電極以外で前記突起部内側の半導体素子表面領域に形成されたフラックスを含有する熱可塑性樹脂層とを備えた半導体装置。 A semiconductor element;
A metal layer formed on the electrode of the semiconductor element;
A protruding electrode formed on the metal layer;
A protrusion formed on the outer periphery of the semiconductor element;
A semiconductor device comprising: a thermoplastic resin layer containing a flux formed in a semiconductor element surface region inside the protruding portion other than the protruding electrode.
前記半導体素子と前記リードフレームのインナーリード部とを電気的に接続した接続手段と、
前記インナーリード部の底面側を露出させてアウターリード部が構成されるように前記半導体素子の外囲を封止した封止樹脂とを有する半導体装置であって、
前記半導体装置下面外周部に形成された突起部と、
前記突起部内側の半導体装置下面領域に形成されたフラックスを含有する熱可塑性樹脂層とを備えた半導体装置。 A semiconductor element mounted on the support portion of the lead frame;
Connection means for electrically connecting the semiconductor element and the inner lead portion of the lead frame;
A semiconductor device having a sealing resin that seals an outer periphery of the semiconductor element so that an outer lead portion is configured by exposing a bottom surface side of the inner lead portion;
A protrusion formed on the outer periphery of the lower surface of the semiconductor device;
A semiconductor device comprising: a thermoplastic resin layer containing a flux formed in a semiconductor device lower surface region inside the protrusion.
前記半導体素子と前記リードフレームのインナーリード部とを電気的に接続する工程と、
前記インナーリード部の底面側を露出させてアウターリード部が構成されるように前記半導体素子の外囲を封止樹脂により封止する工程と、
前記封止樹脂により封止された半導体装置下面外周部に突起部を形成する工程と、
前記突起部内側の半導体装置下面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングもしくは金型を用いて塗布する工程とを含む半導体装置の製造方法。 Mounting a semiconductor element on the support portion of the lead frame;
Electrically connecting the semiconductor element and the inner lead portion of the lead frame;
Sealing the outer periphery of the semiconductor element with a sealing resin so that the outer lead portion is formed by exposing the bottom surface side of the inner lead portion; and
Forming a protrusion on the outer periphery of the lower surface of the semiconductor device sealed with the sealing resin;
Applying a thermoplastic resin containing a flux to the lower surface region of the semiconductor device inside the protrusion using a potting or a mold.
前記半導体素子と前記リードフレームのインナーリード部とを電気的に接続する工程と、
前記インナーリード部の底面側を露出させてアウターリード部が構成されるように前記半導体素子の外囲を封止樹脂により封止する工程と、
前記封止樹脂により封止された半導体装置下面外周部に突起部を形成する工程と、
前記突起部内側の半導体装置下面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含む半導体装置の製造方法。 Mounting a semiconductor element on the support portion of the lead frame;
Electrically connecting the semiconductor element and the inner lead portion of the lead frame;
Sealing the outer periphery of the semiconductor element with a sealing resin so that the outer lead portion is formed by exposing the bottom surface side of the inner lead portion; and
Forming a protrusion on the outer periphery of the lower surface of the semiconductor device sealed with the sealing resin;
And a step of attaching a sheet of thermoplastic resin containing a flux to the lower surface region of the semiconductor device inside the protrusion.
前記金属層上に突起電極を形成する工程と、
前記半導体素子上外周部に突起部を形成する工程と、
前記突起電極以外で前記突起部内側の半導体素子表面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングもしくは金型を用いて塗布する工程とを含む半導体装置の製造方法。 Forming a metal layer on the semiconductor element electrode;
Forming a bump electrode on the metal layer;
Forming a protrusion on the outer periphery of the semiconductor element;
A method of manufacturing a semiconductor device including a step of applying a thermoplastic resin containing a flux to the surface of the semiconductor element inside the protrusion other than the protrusion electrode using a potting or a mold.
前記金属層上に突起電極を形成する工程と、
前記半導体上外周部に突起部を形成する工程と、
前記突起電極以外で前記突起部内側の半導体素子表面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含む半導体装置の製造方法。 Forming a metal layer on the semiconductor element electrode;
Forming a bump electrode on the metal layer;
Forming a protrusion on the semiconductor outer periphery; and
A method of manufacturing a semiconductor device including a step of attaching a sheet of a thermoplastic resin containing a flux to a semiconductor element surface region inside the protruding portion other than the protruding electrode.
前記半導体素子上外周部に突起部を形成する工程と、
前記金属層以外で前記突起部内側の半導体素子表面領域にフラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含む半導体装置の製造方法。 Forming a metal layer on the electrode of the semiconductor element;
Forming a protrusion on the outer periphery of the semiconductor element;
A method of manufacturing a semiconductor device including a step of attaching a sheet of a thermoplastic resin containing a flux to a surface of a semiconductor element inside the protrusion other than the metal layer.
前記パッケージ回路基板の配線と前記半導体素子とを電気的接続する工程と、
前記パッケージ回路基板上の前記半導体素子の外囲を樹脂により封止する工程と、
前記パッケージ回路基板の底面に突起電極を設ける工程と、
前記パッケージ回路基板の底面外周部に突起部を設ける工程と、
前記突起電極間および前記突起電極と前記突起部との間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂をポッティングもしくは金型を用いて塗布する工程とを含む半導体装置の製造方法。 Mounting a semiconductor element on a package circuit board;
Electrically connecting the wiring of the package circuit board and the semiconductor element;
Sealing the outer periphery of the semiconductor element on the package circuit board with a resin;
Providing a protruding electrode on the bottom surface of the package circuit board;
Providing a protrusion on the outer periphery of the bottom surface of the package circuit board;
And a step of applying a thermoplastic resin containing a flux between the protruding electrodes and between the protruding electrodes and the protruding portion using a potting or a mold.
前記パッケージ回路基板の配線と前記半導体素子とを電気的接続する工程と、
前記パッケージ回路基板上の前記半導体素子の外囲を樹脂により封止する工程と、
前記パッケージ回路基板の底面に突起電極を設ける工程と、
前記パッケージ回路基板の底面外周部に突起部を設ける工程と、
前記突起電極間および前記突起電極と前記突起部との間にフラックスを含有する熱可塑性樹脂のシートを貼る工程とを含む半導体装置の製造方法。 Mounting a semiconductor element on a package circuit board;
Electrically connecting the wiring of the package circuit board and the semiconductor element;
Sealing the outer periphery of the semiconductor element on the package circuit board with a resin;
Providing a protruding electrode on the bottom surface of the package circuit board;
Providing a protrusion on the outer periphery of the bottom surface of the package circuit board;
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: attaching a sheet of a thermoplastic resin containing a flux between the protruding electrodes and between the protruding electrodes and the protruding portions.
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